Elaboration d'un pigment de coloration pouzzolanique à partir des résidus d'alumine calcinés

par Rachid Boumaza

Thèse de doctorat en Sciences des matériaux

Sous la direction de Jean Ambroise.


  • Résumé

    Les résidus d'alumine sont des sous-produits industriels provenant du traitement de la bauxite pour extraire l'alumine. Actuellement, la production de ces résidus dans le monde occidental s'élève à 3 5 millions de tonnes par an. Les résidus d'alumine sont riches en oxyde de fer (20 à 30%) et renferment des matériaux potentiellement déshydroxylables susceptibles de réactivité pouzzolanique après calcination. Afin d'éviter leur mise en décharge de plus en plus onéreuse, il est proposé de les transformer en pigments de coloration pouzzolaniques utilisables dans l'industrie du béton. La transformation consiste en une activation thermique à moyenne température (600 à 800°C) qui a pour résultat la déshydroxylation de la boehmite, de l'hydrargilite, de la goethite et des hydrogrenats. Les résidus d'alumine calcinés se combinent avec la chaux dès les premières heures d'hydratation pour former des carboaluminates tétracalciques hydratés. Cette réactivité avec la chaux permet d'envisager l'élaboration des pigments de coloration pouzzolaniques à base de résidus d'alumine calcinés. Le traitement optimum des résidus consiste en une calcination à 800°C, suivie d'une extinction à froid avec 25% d'eau. Le dosage en résidus calcinés conduisant à la consommation de chaux la plus importante, à l'obtention des meilleures performances mécaniques et au pouvoir de coloration maximal est de 20%. Les résistances en compression obtenues montrent que les substitutions respectives de 20 et 30% de CPA par des résidus calcinés à 800°C éteints conduisent à des indices de réactivité de 0. 92 et 0. 78 à 28 jours.

  • Titre traduit

    = Elaboration of pozzolanic pigment from calcined red mud


  • Résumé

    Red mud is a by-product of the Bayer process which is used for the production of alumina from bauxite, and is generally discarded as a waste (around 35 million tons per year). Red mud contains 20 to 30% of iron oxide and other materials which are able of pozzolanic reaction after calcination. In order to investigate the possibility of using this waste material as a pozzolanic pigment for colored concrete, tests were carried out to examine the pozzolanic properties of calcined red mud. The transformation is a thermic activation at middle temperatures (600 to 800°C) which implies the dehydration of boehmite, goethite, hydrargilite and hydrogrenats. 1t was observed from the results that the calcined red mud in the cement paste behaved like a pozzolana by consuming the Ca(OH)² in the first hours of hydration. The calcium hydroxide react with the amorphous alumina of calcined red mud, forming mostly tetracalcium carboaluminate hydrates. The best treatment of the red mud consists in a calcination at 800°C, followed by extinction with 25% of water. The amount of calcined red mud which gives the most important consumption of lime, the best mechanical performances and the higher coloration power, is 20%. The compressive strengths obtained show that the substitutions of respectively 20 and 30% of CPA by calcined red mud (at 800°C + 25% H20) gives reactivity indices of 0. 92 and 0. 78 at 28 days.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (210 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr.

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  • Bibliothèque : Institut national des sciences appliquées (Villeurbanne, Rhône). Service Commun de la Documentation Doc'INSA.
  • Accessible pour le PEB
  • Cote : C.83(1972)
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